各类拓补结构电源分析

《各类拓补结构电源分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、各类拓补结构电源分析一.非隔离型开关变换器(一)・降压变换器Buck电路：降压斩波器，入出极性相同。由于稳态时，电感充放电伏秒积相等，因此:(Ui-Uo)*ton二Uo*toff,Ui*ton-Uo*ton二Uo*toff,Ui*ton二Uo(ton+toff),Uo/Ui二ton/(ton+toff)二△即，输入输出电压关系为：Uo/Ui二A(占空比)LUiVDcUo图2-2：Buck电路拓补结构在开关管S通时，输入电源通过L平波和C滤波后向负载端提供电流；当S关断后，L通过二极管续流，保持负载电流连续。输出电压因为占空比作用，不会超过输入电源电压。(

2、二)・升压变换器Boost电路：升压斩波器，入出极性相同。利用同样的方法，根据稳态时电感L的充放电伏秒积相等的原理，可以推导出电压关系：Uo/Ui二1/(1-A)LVD、1/Ui-rSciuo图2-3：Boost电路拓补结构这个电路的开关管和负载构成并联。在S通时，电流通过L平波,电源对L充电。当S断时，L向负载及电源放电，输出电压将是输入电压Ui+lk,因而有升压作用。（三）・逆向变换器Buck-Boost电路：升/降压斩波器，入出极性相反，电感传输。电压关系：Uo/Ui=-A/（1-A）图2-4：Buck-Boost电路拓补结构S通时，输入电源仅

3、对电感充电，当S断时，再通过电感对负载放电来实现电源传输。所以，这里的L是用于传输能量的器件。（四）•丘克变换器CukHi路：升/降压斩波器，入出极性相反，电容传输。电压关系：Uo/Ui二—△/（1-A）oL2ClIFN2C2丄RnUoL1图2-5：Cuk变换器电路拓补结构当开关S闭合时，Ui对L1充电。当S断开时，Ui+ELl通过VD对C1进行充电。再当S闭合时，VI）关断，C1通过L2、C2滤波对负载放电，L1继续充电。这里的C1用于传递能量，而且输出极性和输入相反。二.隔离型开关变换器1.推挽型变换器卜'面是推挽型变换器的电路。N1JJj■V-T§

4、N2c_1NlN2-uRUo图2-6：推挽型变换电路S1和S2轮流导通，将在二次侧产生交变的脉动电流，经过全波整流转换为直流信号，再经1八C滤波，送给负载。由于电感L在开关之后，所以当变比为1时，它实际上类似于降压变换器。2.半桥型变换器图2-6给出了半桥型变换器的电路图。当S1和S2轮流导通时，一次侧将通过电源-Sl-T-C2-Hi源及电源-C1-T-S2-电源产生交变电流，从而在二次侧产生交变的脉动电流,经过全波整流转换为直流信号，再经L、C滤波，送给负载。图2-7：半桥式变换电路3.全桥型变换器下图是全桥变换器电路。RUo图2-8：全桥式变

5、换电路当S1、S3和S2、S4两两轮流导通时，一次侧将通过电源-S2-T-S4-电源及电源-S1-T-S3-电源产生交变电流，从而在二次侧产生交变的脉动电流，经过全波整流转换为直流信号，再经1八C滤波，送给负载。这个电路也相当于降压式拓补结构。4.正激型变换器下图为止激式变换器。图2-9：正激型变换器电路当S导通时，原边经过输入电源-N1-S-输入电源，产生电流。当S断开时，N1能量转移到N3,经N3-电源-VD3向输入端释放能量，避免变压器过饱和。VD1用于整流，VD2用于S断开期间续流。5.隔离型Cuk变换器隔离型Cuk变换器电路如下所示：图2-10

6、：隔离型Cuk变换器当S导通时，Ui对L1充电。当S断开时，Ui+E-对C11及变压器原边放电，同时给C11充电，电流方向从上向下。附边感应出脉动直流信号，通过VI）对C12反向充电。在S导通期间，C12的反压将使VD关断，并通过L2、C2滤波后，对负载放电。这里的C12明显是用于传递能量的，所以Cuk电路是电容传输变换电路。6.电流变换器能量回馈型电流变换器电路如下图所示。VD2图2-11：能量回馈型电流变换器电路该电路与推挽电路类似。不同的是，在主通路上串联了一个电感。其作用是在SI、S2断开期间，使得变压器能量转移到N3绕组，通过VD3回馈到输入端

7、。（上图怀疑N3同名端反了。）下面是升压型变换器的电路图：vmVD2图2-12：升压型电流变换器电路该电路也与推挽电路类似，并在主通路上串联了一个电感。在开关导通期间，L积蓄能量。当一侧开关断开时，电感电动势和Ui叠加在一起，对另一侧放电。因此，L有升压作用。三•准谐振型变换器在脉冲调制电路中，加入R、L谐振电路，使得流过开关的电流及管子两端的压降为准止弦波。这种开关电源成为谐振式开关电源。利用一定的控制技术，可以实现开关管在电流或电压波形过零时切换，这样对缩小电源体积，增大电源控制能力，捉高开关速度，改善纹波都有极大好处。所以谐振开关电源是当前开关电源

8、发展的主流技术。又分为：1.zcs—零电流开关。开关管在零电流时关断。2.ZVS